فسفوپروتئومیکس کمی و استیلومیکس اثرات ضد سرطانی سافرانال در سلول‌های سرطان سینه سه‌گانه منفی

سافرانال، به عنوان یک رایحه در زعفران، یکی از ترکیبات سیتوتوکسیک موجود در زعفران است که باعث مرگ سلولی در سلول‌های سرطان سینه سه‌گانه منفی می‌شود. تحقیقات اخیر ما اثرات ضد سرطانی سافرانال را گزارش کرده است که تأثیر آن بر ترجمه پروتئین، اختلال عملکرد میتوکندری و قطعه قطعه شدن DNA را بیشتر نشان داده است. برای درک بهتر مکانیسم‌های اساسی، پپتیدهای استیله شده و فسفریله شده را در سلول‌های سرطانی تحت درمان با سافرانال شناسایی کردیم. ما یک تجزیه و تحلیل جامع فسفوپروتئومیکس و استیلومیکس از سلول‌های MDA-MB-231 تحت درمان با سافرانال را با استفاده از ترکیبی از روش‌های برچسب‌گذاری و غنی‌سازی TMT از جمله دی اکسید تیتانیوم و ایمونوپرسیپیتاسیون انجام دادیم. ما طیف گسترده‌ای از تنظیم فسفوپروتئوم را در مسیرهای سیگنالینگ مختلف که توسط درمان با سافرانال مختل می‌شوند، ارائه می‌دهیم. سافرانال بر سطح فسفوریلاسیون پروتئین‌های دخیل در تکثیر و ترمیم DNA، ترجمه و فعال‌سازی/تجمع EGFR تأثیر می‌گذارد، که می‌تواند سلول‌ها را به سمت آپوپتوز سوق دهد. سافرانال باعث آسیب DNA می‌شود که به دنبال آن فعال شدن نقاط بازرسی چرخه سلولی برای ترمیم DNA انجام می‌شود. با گذشت زمان، نقاط بازرسی و ترمیم DNA مهار می‌شوند و سلول‌ها تحت یک فاجعه میتوزی قرار می‌گیرند. علاوه بر این، سافرانال با کاهش استیلاسیون H4 از ترمیم جلوگیری می‌کند و با افزایش استیلاسیون H3 رونویسی ژن‌های پیش‌آموخته را تسهیل می‌کند که سلول‌ها را به آستانه مرگ می‌رسانند.

Safranal, as an aroma in saffron, is one of the cytotoxic compounds in saffron that causes cell death in triple-negative breast cancer cells. Our recent research reported the anti-cancer effects of safranal, which further demonstrated its impact on protein translation, mitochondrial dysfunction, and DNA fragmentation. To better understand the underlying mechanisms, we identified acetylated and phosphorylated peptides in safranal-treated cancer cells. We conducted a comprehensive phosphoproteomics and acetylomics analysis of safranal-treated MDA-MB-231 cells by using a combination of TMT labeling and enrichment methods including titanium dioxide and immunoprecipitation. We provide a wide range of phosphoproteome regulation in different signaling pathways that are disrupted by safranal treatment. Safranal influences the phosphorylation level on proteins involved in DNA replication and repair, translation, and EGFR activation/accumulation, which can lead the cells into apoptosis. Safranal causes DNA damage which is followed by the activation of cell cycle checkpoints for DNA repair. Over time, checkpoints and DNA repair are inhibited and cells are under a mitotic catastrophe. Moreover, safranal prevents repair by the hypo-acetylation of H4 and facilitates the transcription of proapoptotic genes by hyper-acetylation of H3, which push the cells to the brink of death.